UNEFM. ING QUÍMICA. DISEÑO DE PLANTAS

1. Diseño de Plantas
1/19
Ing. Fanny Robayo
Universidad Nacional Experimental
“Francisco de Miranda”
Área de Tecnología
Complejo Académico El Sabino
Departamento de Energética
U.C. : Diseño de Plantas.
Profesor: Ing. Fanny Robayo.
Unidad I: INTRODUCCIÓN AL DISEÑO DE PLANTAS.
ETAPAS EN LA REALIZACIÓN DE UN PROYECTO DE DISEÑO DE PLANTA.
El propósito de este instrumento es proporcionar al estudiante de la unidad curricular Diseño de Plantas del
programa de Ingeniería Química, conceptos, normas y procedimientos utilizados en la preparación de
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inversión; esto es porque la calidad del trabajo realizado durante estas fases por el Ingeniero Químico en su
carácter de ingeniería de proceso determina en alto grado, el éxito del desarrollo de las fases de Ingeniería de
Detalle, Procura y Construcción de la Planta.
Este documento contiene información de los siguientes aspectos:
1. Etapas en la Realización de un Proyecto de Diseño de Planta.
1.1. Fase de Investigación y Desarrollo.
1.2. Fase de Ingeniería Conceptual.
1.2.1 Estudio de Factibilidad.
1.2.2 Estudio de Definición.
1.3. Fase de Ingeniería Básica.
1.3.1. Diseño Básico de Proceso.
1.3.2. Diseño Básico de Ingeniería.
1.4. Fase de Ingeniería de Detalle.
1.5. Fase de Procura.
1.6. Fase de Construcción.
1.7. Fase de Puesta en Marcha o Arranque.
2. Documentos Generados en el Desarrollo de la Ingeniería Básica.
Identificación del Proyecto.
2.1. Bases de Estudio.
2.2. Bases de Diseño.
2.3. Diagrama de Flujo de Proceso.(DFP)
2.31. Plano de Simbología.
2.4. Descripción del Proceso.
2.5. Balance de Masa y Energía.
2.6. Sumario de Propiedades de las Corrientes.
2.7. Lista de Equipos.
2.8. Requerimientos de Servicios Industriales.
2.9. Requerimientos de Catalizadores y Químicos.
2.10. Diagrama de Tubería e Instrumentación. (DTI)
2.11. Consideraciones de Diseño de Equipos.
2.12. Hojas de Especificaciones de equipos o Data Sheet.
2.13. Tabla de Designación de Líneas.
2.14. Estimado de Carga de Alivio.
2.15. Guía de Operación.
2.16. Consideraciones de Toxicidad y Manejo de Sustancias.
2.17. Consideraciones Ambientales.

2. Diseño de Plantas
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Ing. Fanny Robayo
1. ETAPAS EN LA REALIZACIÓN DE UN PROYECTO DE DISEÑO DE PLANTA.
Las etapas o fases de realización de un proyecto son:
Fase de Investigación y Desarrollo.
Fase de Ingeniería Conceptual.
Fase de Ingeniería Básica.
Fase de Ingeniería de Detalle.
Fase de Procura.
Fase de Construcción.
Fase de puesta en Marcha o Arranque.
1.1. Fase de Investigación y Desarrollo. Es la etapa donde se desarrollan las ideas potenciales de procesos
y productos a obtener en la planta a diseñar.
1.2. Fase de Ingeniería Conceptual. En esta etapa se definen el conjunto de operaciones físico y/o químicas
que permiten lograr la transformación de las materias primas en productos. Se realiza a través de dos
estudios o paquetes de ingeniería: E
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n, en los cuales se cuantifican
las inversiones requeridas para realizar el proyecto. Esta fase incluye el alcance del proyecto, estudio de
mercado, tamaño o capacidad de la planta, localización de la misma y características o especificaciones de
las materias primas y productos.
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.
. En él se desarrolla la evaluación de las distintas tecnologías o alternativas de
inversión en base a criterios elegidos para determinar su viabilidad técnica y económica, además de su
rentabilidad. Este estudio se utiliza para justificar la toma de decisión de apoyar o no la inversión de capital
para la realización de las siguientes fases del proyecto. En este se prepara un estimado de costo c
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1.2.2. E
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N. En él se confirman y detallan las alternativas seleccionadas convenientes
técnicas y económicamente en el estudio de factibilidad, adicionalmente se desarrolla el Diagrama de Flujo
de Proceso y se establecen las variables de operación. En este estudio se prepara un estimado de costo
c
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e I
IV
V.
1.3. Fase de Ingeniería Básica. Fase en la que se establecen las especificaciones de proceso y las
características de cada uno de los componentes y equipos de una instalación, que permiten la ejecución de la
ingeniería de detalle, procura, construcción y puesta en marcha de la planta.
Concluida esta fase del proyecto se puede realizar un estimado de costo c
cl
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II
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.
La ingeniería básica engloba dos paquetes de ingeniería: D
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. Etapa en donde se establecen las especificaciones de procesos de los
equipos basadas en balances de masa y energía de la configuración seleccionada en el diagrama de flujo del
proceso. En esta fase se genera un estimado de costo c
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1.3.2. D
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A.
. Etapa donde participan todas las especialidades de ingeniería (mecánica,
instrumentación, eléctrica y civil) para generar especificaciones de diseño detallado de equipos e información
de fabricantes, que permiten preparar un estimado de costo c
cl
la
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se
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II
I.
1.4. Fase de Ingeniería de Detalle. Fase donde se desarrollan las especificaciones detalladas
correspondientes a las diferentes especialidades de la ingeniería. De esta fase resultan las especificaciones
finales para la adquisición de materiales y equipos, así como el plan de ejecución para construcción y el
estimado de costos de inversión c
cl
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I.

3. Diseño de Plantas
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Ing. Fanny Robayo
1.5. Fase de Procura. Fase donde se realiza la compra de materiales y equipos a ser utilizados en el proyecto.
1.6. Fase de construcción. Esta fase se refiere a la ejecución física de actividades en el sitio de la obra los
cuales son: preparación de terreno, fabricación de estructuras, instalación de servicios, erección de
edificaciones, instalación de tuberías, equipos, sistemas eléctricos e instrumentos y controles.
1.7. Fase de Arranque de la Planta. Fase donde se planifica y efectúa la puesta en marcha de plantas e
instalaciones y pruebas de garantía. En esta se evalúa la operatividad de la planta y los equipos, a fin de
detectar deficiencias de operación y aplicar las acciones correctivas necesarias.
2. DOCUMENTOS GENERADOS EN EL DESARROLLO DE LA INGENIERÍA BÁSICA.
Cada paquete de ingeniería está constituido por un conjunto de documentos relacionados con la fase del
proyecto en desarrollo y con el tipo de estimado de costo de inversión, por lo tanto, los niveles de desarrollo y
calidad de la información técnica varían de acuerdo al tipo de paquete de ingeniería.
A continuación, en la tabla # 01 se presenta una tabla resumen de los diferentes documentos que se generan
en el desarrollo de un proyecto por la disciplina de procesos y el grado de definición según la fase de desarrollo
donde se ubica el proyecto.
TABLA # 01: RESUMEN DE LOS PAQUETES DE INGENIERÍA.
Fases
Ingeniería
Conceptual
Ingeniería
Básica
Paquetes de Ingeniería
Estudio de
Factibilidad
Estudio de
Definición
Diseño
Básico de
Proceso
Diseño
Básico de
Ingeniería
Tipo de Estimado de Costo V IV III II
Disciplina
Proceso
Documentos
1. Bases de estudio * **
2. Bases de diseño ** ***
3. Diagrama de bloques de proceso *
4. Diagrama de flujo de proceso (DFP) * ** *** ***
5. Descripción del proceso * ** *** ***
6. Balance de masa y energía * ** *** ***
7. Sumario de propiedades de las
corrientes
* ** *** ***
8. Lista de equipos * *** ***
9. Requerimientos de servicios industriales * ** *** ***
10. Requerimientos de catalizadores y
químicos
* ** *** ***
11. Diagrama de tuberías e instrumentación
(DTI)
* ***
12. Consideraciones de diseño de equipos *** ***
13. Hoja de especificaciones de equipos * *** ***
14. Sumario de puntos de enlace ***
15. Tabla de designación de líneas * ***
16. Estimado de carga de alivio ** ***
17. Guía de operación ** ***
18. Consideraciones de toxicidad y manejo
de sustancias
** ***
Fuente: CIED, 1997.
* Información global; ** Información completa; *** Información detallada

4. Diseño de Plantas
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Ing. Fanny Robayo
A continuación se presenta una descripción de los documentos antes mencionados, generados en el desarrollo
un proyecto y se muestra el procedimiento detallado de elaboración de los mismos como guía para la
elaboración del proyecto final de la materia.
IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO.
El proyecto debe ser identificado, indicando los siguientes aspectos:
Nombre del Proyecto,
Código del Proyecto,
Cliente,
Empresa Ejecutora,
Fecha,
Número de Revisión,
Supervisor.
2.1. Bases de Estudio.
En él se establecen las premisas y lineamientos para la ejecución del proyecto.
Este documento debe ser aprobado y firmado por el cliente.
Contiene información relativa a:
Capacidad de la unidad de proceso,
Caracterización de la alimentación,
Características y rendimientos de productos y sub-productos,
Disponibilidad y condiciones de servicios industriales,
Factor de servicio ( especifica el tiempo de operación continua de la unidad del proceso),
Facilidades para el manejo y almacenaje para la materia prima, reactivos, catalizadores, productos y sub-
productos,
Condiciones de la alimentación y productos en el límite de batería,
Consideraciones ambientales y de seguridad.
2.2. Bases de Diseño.
Es el primer documento que se genera en la fase de INGENIERÍA BÁSICA, en él se establecen las condiciones,
requerimientos de procesos y lineamientos generales dentro de los cuales se efectúa el diseño de la planta o
unidad.
Este documento debe ser aprobado y firmado por el cliente y por el jefe del proyecto.
Se diferencia de las bases de estudio porque tiene mayor nivel de información y detalle.
Contiene:
ESTÁNDARES Y NORMAS A UTILIZAR EN EL PROYECTO,
SISTEMA DE UNIDADES A UTILIZAR,
DESCRIPCIÓN GENERAL SOBRE LA PLANTA, señala una breve descripción del servicio de la Unidad de Proceso. En
el caso de procesos compuestos por varias unidades se indica una breve descripción y se añade un diagrama
de bloques.
INFORMACIÓN SOBRE LAS INSTALACIONES EXISTENTES, (si el proyecto es de remodelación de una planta instalada),
CAPACIDAD DE LA PLANTA,
CARACTERIZACIÓN DE LA ALIMENTACIÓN, se especifica el origen, tipo y características de cada una de las
alimentaciones del proceso.
Entre las características se deben indicar la composición, densidad, viscosidad y cualquier otra propiedad
relevante del proceso.
En caso de fracciones de petróleo en necesario incluir el análisis de destilación.
En el caso de sólidos se debe añadir la distribución y tamaño de partículas, densidad real y aparente, se debe
indicar si el sólido es abrasivo, tóxico, explosivo, magnético, etc.

5. Diseño de Plantas
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Ing. Fanny Robayo
CARACTERÍSTICAS Y RENDIMIENTO DE LOS PRODUCTOS Y SUB-PRODUCTOS, señala la descripción, propiedades,
composición y destino de cada uno de los productos.
Es importante indicar los límites de contaminantes, así como propiedades físico-químicas y de transporte
relevantes como: viscosidad a dos temperaturas diferentes, punto de humo, índice de cetano, octanos, punto
de anilina, etc.
En caso de procesos de separación, se debe indicar los porcentajes de recuperación.
En caso de procesos que involucren una reacción química, se debe incluir los rendimientos de los productos, o
un balance de masa experimental.
CONDICIONES DE LA ALIMENTACIÓN Y PRODUCTOS LÍMITES DE BATERÍA, indica en forma tabular las condiciones de
presión y temperatura a las que se reciben cada una de las alimentaciones y a las que se debe entregar cada
uno de los productos.
REQUERIMIENTOS DEL PROCESO, condiciones especificas del proceso para los cuales se diseña la planta, por
ejemplo: conversión que se debe alcanzar, niveles de vaporización máximo, etc.
FACILIDADES PARA EL MANEJO Y ALMACENAJE DE LA MATERIA PRIMA, PRODUCTO Y SUB-PRODUCTOS,
DISPONIBILIDAD Y CONDICIONES DE SERVICIOS INDUSTRIALES, se debe indicar el tipo de servicios industriales
disponibles y las condiciones de los mismos en los límites de batería. Se caracterizan de forma global, ya que
en el documento de r
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s se especifican de forma detallada.
LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA,
FACTOR DE SERVICIO, especifica el tiempo de operación continua de la unidad del proceso.
CONDICIONES METEOROLÓGICAS Y AMBIENTALES, se indican datos de la localidad que pueden ser necesarios para
el diseño, como: temperatura ambiente, a bulbo seco y húmedo, máxima y mínima, viento, huracanes,
sismos, humedad relativa, presión barométrica (mínima, máxima y promedio).
REGULACIONES AMBIENTALES Y DE SEGURIDAD, se deben mencionar normas de control de emisiones y efluentes
del proceso.
MANEJO Y DISPOSICIÓN DE EFLUENTES.
2.3. Diagrama de Flujo de Proceso (DFP).
Es un diagrama que muestra las operaciones unitarias de un proceso y su filosofía de control, consiste en una
representación simbólica de los elementos esenciales del proceso.
Contiene información relativa a:
Esquema del proceso,
Equipos con identificación, descripción de servicios, características y datos de operación normal,
Líneas de proceso y servicios,
Controles básicos del proceso con sus respectivos elementos finales de control,
Tabla con un resumen del balance de masa y energía y propiedades físico-químicas y de transporte
requeridas para la especificación de los equipos de proceso.
Cuadro de identificación del proyecto.
Para la elaboración del DFP se deben regir por las normas publicadas en la G
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3 de la Unidad Curricular
Diseño de Plantas, titulada D
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Paralelo al DFP y al DTI se debe desarrollar un documento llamado P
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2.3.1. P
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El plano de simbología del proceso es un d
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r del DFP y DTI, en el cual se vacía todo la
identificación de los elementos presentes dentro de los diagramas; para facilitar la comprensión e interpretación
de los mismos y evitar confusiones.
Este debe contener:
Descripción de la codificación e identificación de los equipos,
Leyenda de los códigos empleados por tipo de equipo,

6. Diseño de Plantas
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Ing. Fanny Robayo
Representación simbólica de los equipo como aparecen en el DFP y el DTI, con una breve descripción de los
mismos.
Descripción de la codificación e identificación de las líneas de tubería,
Leyenda de los códigos empleados por tipo de línea,
Descripción de la codificación e identificación de las válvulas,
Leyenda de los códigos empleados por tipo de válvula,
Representación simbólica de las válvulas que aparecen en el DFP y el DTI, con una breve descripción de las
mismas.
Representación simbólica de las líneas de tuberías que aparecen en el DFP y el DTI, con una breve
descripción de las mismas.
Representación simbólica de otros tipos de elementos que aparecen en el DFP y el DTI, con una breve
descripción de los mismos; por ejemplo: controladores, juntas de expansión, etc.
A continuación se presenta un modelo del plano de simbología.
A
Identificación de Válvulas
Identificación de Equipos Identificación de Tuberías Símbolos de tuberías
Identificación y Símbolos del DFP y DTI
Símbolos Generales Notas
Zona de
Identificación
del Plano
Símbolos de Equipos
Símbolos de Válvulas
Identificación Especial
de Tuberías
# de
unidad # Secuencial
# de
Duplicado
V- 201 A
Tipo de
Equipo
Código de Equipos

7. Diseño de Plantas
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Ing. Fanny Robayo
2.4. Descripción del Proceso.
Éste documento describe el recorrido que sigue la alimentación de un proceso hasta obtener los productos para
facilitar la interpretación de los diagramas de flujo correspondientes.
Éste documento contiene:
Información mas relevante del proceso,
Caracterización y condiciones de operación del proceso y las variables que se controlan,
Aspectos que se consideran de utilidad para anticiparse a posibles problemas operacionales.
Cuando se ha culminado la I
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a la descripción del Proceso debe contar con las siguientes
características:
Descripción del recorrido que sigue la alimentación en el proceso hasta obtener los productos.
Capacidad de la unidad de proceso.
Condiciones de operación del proceso que se describe.
Variables que se controlan en el proceso, indicando puntos de ajustes de los controles (por ejemplo: control
de temperatura, flujo, etc.)
Procedencia de la alimentación y destino de los productos.
A continuación se indica como se preparan los equipos en la descripción del proceso:
Se debe describir el proceso partiendo del origen de la alimentación, indicando la entrada y salida de cada
equipo hasta el destino de los productos, basándose en el DFP.
Se deben indicar las condiciones de operación de cada uno de los equipos que conforman el proceso.
Se deben describir los esquemas de control en la medida que se describe el recorrido del flujo a lo largo del
DFP, e indicar los puntos de ajuste de las variables que se controlan.
Si se incluyen dentro del proceso equipos como reactores, compresores y torres, en la descripción del
proceso se debe incluir el tipo y alguna características tales como:
Para reactores: número de lechos, catalizador (si utiliza), tipo de flujo, etc.
Para compresores: el tipo y # de etapas.
Para torres: número de platos o tipo de empaque.
Se deben indicar las conversiones y los rendimientos de los productos.
Se deben señalar el destino de los productos que se obtienen en el proceso y las condiciones en el límite de
batería.
2.5. Balance de Masa y Energía.
Es él documento que proporciona los resultados del balance de masa y energía obtenidos, referidos a las
corrientes numeradas que se indican en el diagrama de flujo de proceso.
Éste contiene:
Descripción de la corriente,
Composición, flujo másico y flujo molar,
Estado físico, fracción vaporizada, entalpía,
Temperatura y presión de operación.
El desarrollo del documento b
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a se realiza en forma paralela al desarrollo del DPF y el
sumario de Propiedades de las Corrientes.
En la primera parte del documento la composición y el flujo se indican en términos másicos y en la segunda
parte en molares esto para facilitar cálculos de las corrientes gaseosas.
Los formatos de presentación para señalar los resultados obtenidos del Balance de masa son los presentados en
la tabla # 02 y # 03 respectivamente.

8. Diseño de Plantas
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Ing. Fanny Robayo
Tabla # 02: Balance de Masa y Energía (Másico o en Peso)
Corriente #
Descripción de la Corriente
1
Gas
natural
2
Agua de
enfriamiento
3
Vapor
saturado
4
agua
5
aire
Componentes
Metano Kg/h
Etano Kg/h
Propano Kg/h
I-butano Kg/h
n-butano Kg/h
n-pentano Kg/h
Hidrógeno Kg/h
Agua Kg/h
Oxígeno Kg/h
Amoniaco Kg/h
Ect... Kg/h
Aquí se colocan todos los componentes
presentes en las diferentes corrientes del proceso
Ojo en Kg/h este depende del sistema que
estés empleando en tu proyecto
Total Kg/h
Temperatura °C
Presión barg
Fracción Vaporizada
Entalpía Kj/h
Fuente:
Tabla # 03:. Balance de Masa y Energía (Molar)
Corriente #
Descripción de la Corriente
1
Gas
natural
2
Agua de
enfriamiento
3
Vapor
saturado
4
agua
5
aire
Componentes
Metano Kgmol/h
Etano Kgmol/h
Propano Kgmol/h
I-butano Kgmol/h
n-butano Kgmol/h
n-pentano Kgmol/h
Aquí se colocan todos los componentes
presentes en las diferentes corrientes del proceso
Total Kgmol/h
Temperatura °C
Presión Barg
Fracción Vaporizada
Entalpía Kj/h
Fuente:_
2.6. Sumario de Propiedades de las Corrientes.
Es el documento que proporciona un sumario de todas las propiedades requeridas para el diseño de los equipos,
como por ejemplo: flujo molar, flujo másico, temperatura, densidad, viscosidad, capacidad calorífica,
conductividad térmica, tensión superficial, factor de compresibilidad, presión de vapor, entalpía, etc.

9. Diseño de Plantas
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Ing. Fanny Robayo
En el caso de corrientes formadas por más de una fase, las propiedades se indican tanto para la corriente global
como para cada una de las fases.
En la tabla # 04 se presenta un formato para la presentación del sumario de propiedades de las corrientes, sin
embargo es importante resaltar que, dependiendo del tipo de proceso, debe añadirse cualquier otra propiedad
que sea requerida en el diseño o especificación de equipos o en la determinación de las especificaciones que
deben ser cumplidas por el proceso.
Tabla # 04: Sumario de Propiedades de Corrientes.
Corriente #
Descripción de la Corriente
1
Gas
natural
2
Agua de
enfriamiento
3
Vapor
saturado
4
agua
5
aire
Fracción vaporizada
Temperatura °C Ojo con Las unidades Según el
Presión barg sistema Que estén usando
Flujo molar Kgmol/h
Flujo másico Kg/h
Entalpía KJ/h
Calor específico KJ/Kg°C
Fase vapor
Flujo molar Kgmol/h
Flujo másico Kg/h
Flujo volumétrico std m3
/h
Entalpía KJ/h
Calor específico KJ/Kg°C
Densidad Kg/m3
Sp.gr. Rel. Aire
Viscosidad cP
Fase líquida
Flujo molar Kgmol/h
Flujo másico Kg/h
Flujo volumétrico std m3
/h
Entalpía KJ/h
Calor específico KJ/Kg°C
Densidad Kg/m3
Sp.gr. Rel. Aire
Viscosidad cP
Fase acuosa (Ojo cuando el agua se
presenta como una segunda fase líquida)
Flujo másico total Kg/h
Fuente:_
2.7. Lista de Equipos.
Es un documento que contiene una lista de los equipos con sus características principales.
Para preparar este documento se requiere disponer de la versión inicial de las Hojas de Especificación de
Equipos. Estos documentos son complementarios entre sí, y se deben revisar y actualizar en forma paralela
hasta su total aprobación.
En los proyectos se presenta una lista de equipos por cada categoría, por ejemplo: se presenta una lista de
equipos para I
In
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Ca
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r, en donde se listan todos los intercambiadores presentes en la planta
con sus respectivas características.

10. Diseño de Plantas
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Ing. Fanny Robayo
A continuación se listan los equipos mayormente utilizados y la información característica que debe contener de
cada uno de ellos la lista de equipos respectiva.
Lista de Intercambiadores de Calor
Código o # del equipo E-214 E-321
Número de carcazas
Número de carcazas conectadas en serie
Número de carcazas conectadas en paralelo
Tipo de servicio (se debe especificar por
donde circula el fluido frío y el caliente)
Tipo de Intercambiador
Tipo de cabezal según TEMA
Calor intercambiado
Área total de transferencia
Coeficiente total de transferencia de calor
Diámetro de los tubos
Longitud de los tubos
Diámetro de la carcaza
Potencia total consumida por unidad
(solo aplica para enfriadores por aire)
Temperatura de diseño de los tubos
Presión de diseño de los tubos
Temperatura de diseño de la carcaza
Presión de diseño de la carcaza
Nombre del equipo
Lista de Bombas
Código o # del equipo P-201 P-202
Describir brevemente el tipo de servicio
Tipo
Capacidad Normal
Capacidad Máxima
Presión de descarga
Máximo diferencial de presión (en altura de líquido)
Temperatura de Bombeo
Densidad a la temperatura de bombeo
Viscosidad a la temperatura de bombeo
Potencia requerida estimada
Potencia instalada
Nombre del equipo
Lista de Mezcladores
Código o # del equipo M-654 M-985
Tipo de servicio
Tipo
Velocidad del Impulsor
Volumen de Trabajo
Potencia requerida por el líquido
Potencia instalada en el motor
Temperatura de diseño del recipiente
Presión de diseño del recipiente
Tamaño (diámetro x longitud)
Material de construcción
Nombre del equipo

11. Diseño de Plantas
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Lista de compresores y/o Ventiladores:
Código o # del equipo K-358
Tipo de servicio
Tipo
Flujo normal
Presión en la succión
Presión en la descarga
Temperatura en la succión
Temperatura de salida del enfriador
Peso molecular del gas en la succión
Potencia Isentrópica estimada
Potencia instalada
Nombre del equipo
Lista de Recipientes
Código o # del equipo T-010000 T-0120000 T-2145000 t-1000245
Tipo de servicio
Temperatura de diseño
Presión de diseño
Tamaño, Diámetro x longitud
Volumen total
Tipo de internos
Material de construcción de la carcaza
Material de construcción de los internos
Nombre del equipo
Lista de Hornos
Código o # del equipo F-101 F-201 F-205
Tipo de servicio
Temperatura de diseño
Presión de diseño
Potencia estimada
Calor
Tipo de internos
Capacidad en Flujo másico
Capacidad en flujo volumétrico
Nombre del equipo
Lista de Reactores
Código o # del equipo R-457 R-985 R-214
Tipo de servicio
Tipo de reactor
Temperatura de diseño
Presión de diseño
Tamaño, Diámetro x longitud
Tipo de internos
Material de construcción de la carcaza
Material de construcción de los internos
Nombre del equipo
Lista de Columnas
Código o # del equipo C-874
Describir brevemente el tipo de servicio
Temperatura de diseño
Presión de diseño
Tamaño, Diámetro x longitud
Tipo de Platos
# de platos
Material de construcción de la carcaza
Material de construcción de los platos
Nombre del equipo

12. Diseño de Plantas
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Ing. Fanny Robayo
2.8. Requerimientos de Servicios Industriales.
Es un documento que establece los criterios específicos considerados en servicios industriales.
Contiene información de:
Determinación cualitativa y cuantitativa de los requerimientos de servicios industriales (agua de
enfriamiento, agua de alimentación a calderas, agua de proceso, vapor, condensado de vapor, combustible,
gas inerte, aire para planta, aire para instrumentos, electricidad),
Especificación de las condiciones de entrada y de retorno de la planta a que son requeridos (presión,
temperatura, humedad, calidad),
Forma de suministro (red de tuberías, cilindros y otros).
Para preparar este documento se requiere disponer de la versión aprobada del documento B
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versión inicial de H
Ho
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DF
FP
P.
A continuación se lista la información característica requerida para cada servicio.
Agua de enfriamiento.
Código
del
equipo
Servicio
Calor
adsorbido
de
diseño
Flujo
de
agua
normal
Flujo
de
agua
de
diseño
Temperatura
de
entrada
del
agua
Temperatura
de
salida
Temperatura
de
salida
Observaciones
E-201
E-321
Condensado y Agua para calderas (BFW).
Código
del
equipo
Servicio
Flujo
Másico
Normal
de
Condensado
Flujo
Másico
de
diseño
de
Condensado
Flujo
Másico
Normal
de
BFW
Flujo
Másico
de
Diseño
de
BFW
Tipo
de
Condensado
Observaciones
CV-962
CV-568
Aire y Nitrógeno.
Código
del
equipo
Servicio
Flujo
de
Aire
para
Instrumentos
Normal
Flujo
de
Aire
para
Instrumentos
de
Diseño
Flujo
de
Aire
para
Plantas
Normal
Flujo
de
Aire
para
Plantas
de
Diseño
Flujo
de
Nitrógeno
Normal
Flujo
de
Nitrógeno
de
Diseño
Observaciones
F-321
F-452
Vapor.
Código
del
equipo
Servicio
Potencia
Calor
Generado
Tipo
de
Vapor
Flujo
másico
a
condiciones
de
operación
Flujo
másico
de
diseño
Temperatura
de
operación
Presión
de
Operación
Temperatura
de
Diseño
Presión
de
Diseño
Observaciones
F-250
V-965

13. Diseño de Plantas
13/19
Ing. Fanny Robayo
Electricidad.
Código
del
equipo
Servicio
Potencia
requerida
por
el
eje
normal
Potencia
requerida
por
el
eje
de
Diseño
Potencia
requerida
por
el
motor
normal
Potencia
requerida
por
el
motor
de
Diseño
Otros
Usos
Factor
de
servicio
Observaciones
P-985
P-963
K-987
T-985
Combustible:
Código
del
equipo
Servicio
Calor
absorbido
por
la
carga
Eficiencia
del
Horno
Tipo
de
combustible
Poder
calorífico
del
combustible
Calor
cedido
por
el
combustible
Normal
Calor
cedido
por
el
combustible
de
Diseño
Observaciones
CV-963
2.9. Requerimientos de Catalizadores y Químicos.
Es un documento que contiene los químicos utilizados en el proceso, (arranque, operación normal y parada)
consumo y características de pureza y propiedades químicas de catalizadores e inertes y el volumen requerido
de los mismos.
Con respecto al los químicos utilizados en el proceso este documento debe contener: el consumo y
características de pureza y propiedades químicas; con respecto a los catalizadores, se debe identificar los
reactores, el tipo de catalizador utilizado y el volumen requerido del mismo.
La preparación de este documento se lleva a cabo cuantificando las cantidades de químicos a partir del b
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a, las características de pureza y propiedades químicas se extraen del documento B
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o, y el
volumen y tipo de catalizador a ser utilizado, se encuentra disponible en las h
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.
2.10. Diagrama de Tubería e Instrumentación.
Es un documento que contiene los detalles mecánicos de equipos, tuberías y válvulas, así como también los
lazos de control para garantizar una operación segura en la planta.
Esta información sirve de guía para llevar a cabo las actividades de ingeniería y construcción de la planta, por lo
cual su preparación requiere de un alto grado de precisión y completa información.
Los tipos de DTI preparados en el desarrollo del proceso son:
DTI del proceso,
DTI de servicios industriales y sistemas de efluentes.
Para la elaboración del DTI se deben regir por las normas publicadas en la G
Gu
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ía
a #
#0
03
3 de la Unidad Curricular
Diseño de Plantas, titulada D
DI
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O.
Paralelo al DTI se debe completar el documento llamado P
Pl
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a, anteriormente descrito.

14. Diseño de Plantas
14/19
Ing. Fanny Robayo
2.11. Consideraciones de Diseño de Equipos.
En este documento se establecen los criterios específicos considerados en el diseño de cada uno de los equipos.
En este documento se debe destacar:
Norma aplicada, en el diseño del equipos,
Criterio de relación diámetro-longitud,
Orientación,
Intervalo de control,
Tipo de equipo,
Servicio esencial o vital,
Criterio de dimensionamiento de boquillas,
Velocidad y caída de presión por longitud de tuberías, etc.
Adicionalmente se deben especificar los factores de “sobre diseño” de los equipos y algunas otras
características especiales consideradas. Se deben aclarar aspectos difíciles del diseño y suministrar información
para facilitar la fase de ingeniería de detalle
2.12. Hoja de Especificaciones de Equipos, o Data Sheet.
Este documento se emite para cada equipo (una por equipo, por ejemplo se tienen 3 intercambiadores, se
deben contar con 3 hojas de especificaciones una por cada uno) y en él se describen las especificaciones de
procesos y mecánicas, y d
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s con las dimensiones principales.
Contiene información necesaria para la selección y solicitud de cotizaciones a los diferentes fabricantes y/o
proveedores de los equipos requeridos.
Para preparar este documento se requiere disponer de la versión aprobada del documento B
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S y de la versión inicial del D
DF
FP
P.
A continuación se presentan ejemplos de preparación de hoja de especificaciones o Data Sheet para bombas
centrífugas, recipientes a presión, e intercambiadores de calor tubo y carcaza.
Hoja de Especificaciones de Recipientes (Columnas, reactores, acumuladores).
Identificación del equipo, modelo
Identificar el nombre del cliente y la unidad de proceso donde estará ubicado el recipiente
Localización y # de serial
Tipo de servicio del equipo y # de equipos que se requieren
Información sobre el fabricante
Sección de Datos Mecánicos / Operación
Temperatura de trabajo, normal, máxima y mínima
Presión de trabajo, Normal, Máxima y mínima
Presión de trabajo en condiciones de vacío normal y mínima
Temperatura de diseño, alta / baja
Presión de diseño, interna / externa
Presión de prueba hidrostática
Densidad del fluido que maneja
Viscosidad
Diámetro de la carcaza Di/De
Volumen total
Volumen normal de líquido
Tipo de columnas, de plato o empaques
Tipo de plato, distancia entre plato, peso de cada plato
Tipo y tamaño de empaque, # de secciones empacadas, # de redistribuidores

15. Diseño de Plantas
15/19
Ing. Fanny Robayo
Hojas de Especificación de Bombas Centrífugas.
Aplicación de la hoja de especificación, (por oferta, compra o para fabricar)
Identificación de la bomba (código)
Identificación del cliente y la unidad de proceso donde esta o estará ubicada
Ubicación de la unidad del proceso y el número de bombas requeridas para el servicio.
Servicio, (se debe describir brevemente el servicio de proceso de la bomba)
Información del fabricante, modelo y # de serial
Sección de Información General
Si la bomba trabaja en paralelo, # de Bombas accionadas por motor y # accionadas por turbinas
Si la bomba trabaja en serie, # de la o las bombas con las bombas que trabaja en serie
Identificación del accionador sea motor y/o turbina según el tipo.
Identificación del proveedor del accionador sea motor y/o turbina .
Identificación de la data sheet del accionador sea motor o turbina.
Sección de Condiciones de Operación
Capacidad de bombeo, normal a condiciones normales de funcionamiento
y el nominal según el intervalo de funcionamiento
Presión de succión máxima y nominal
Presión de descarga
Diferencial de presión
Cabezal diferencial
N.P.S.H disponible
Potencia hidráulica
Tipo de Servicio, continuo o intermitente
Sección del Líquido
Tipo y/o nombre del líquido
Temperatura de bombeo normal, máxima y mínima
Gravedad específica
Viscosidad normal, máxima y mínima
Presión de vapor a la temperatura de bombeo
Agente corrosivos y erosivos, se debe indicar si el fluido a manejar cuenta en su composición con
agentes erosivos y corrosivos, y su concentración para la selección del material
Concentración de cloruros en PPM y concentración de sulfuro de hidrógeno en PPM
Indicar si el líquido manejado es toxico, inflamable y otra característica importante.
Datos del sitio de instalación
Elevación (msnm) y presión atmosférica
Temperatura ambiental máxima y mínima
% Humedad relativa máxima y mínima
Características de la bomba
Velocidad de giro
# de curva del fabricante
Diámetro del impulsor nominal, máximo y mínimo
Potencia nominal, y eficiencia
N.P.S.H. requerido
Tipo de bomba
Diámetro de brida de succión y de descarga.

16. Diseño de Plantas
16/19
Ing. Fanny Robayo
Hoja de Especificación de Intercambiadores de Calor Tubo y Carcaza:
Cliente y ubicación de la unidad de proceso
Identificación del equipo y # de equipo requeridos
Tipo de servicio
Tipo según TEMA y posición, Fabricante
# de carcasas requeridas para el servicio, e indicar el arreglo de las mismas
(seria o paralelo)
Superficie activa de c/carcaza y área total efectiva
Características de la unidad Unidad Tubo Carcaza
Nombre del fluido
Flujo total
Vapor
Líquido
Vapor de agua
Agua
Fluido no condensable
Temperatura
Presión
Densidad del líquido
Densidad del vapor
Viscosidad del líquido
Viscosidad del vapor
Peso molecular de los gases
Tipo de tubos lisos o con aletas
Carcaza Di y De
Deflectores
Peso molecular de los gases no condensables
Calor específico del líquido
Calor específico del vapor
Conductividad térmica del líquido
Conductividad térmica del vapor
Calor latente
Velocidad
Caída de presión permitida y calculada
Resistencia al ensuciamiento
Calor transferido
Coeficiente de transferencia de calor
Construcción de una carcaza
Presión de diseño
Temperatura de diseño
# de pasos por la carcaza
Tamaño de la boquilla
# de tubos, longitud, pitch
Tipo de tubos lisos o con aletas
Carcaza Di y De
Deflectores
2.13. Tabla de Designación de Líneas.
En éste documento se mencionan las líneas de procesos y servicios.
Contiene información de:
Diámetro nominal de la tubería,
Sigla del proceso o servicio,
Número de la línea,

17. Diseño de Plantas
17/19
Ing. Fanny Robayo
Requerimientos de aislamientos, etc.
Para preparar este documento se requiere disponer de la versión aprobada de los documentos S
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A continuación se lista la información que debe contener el documento Tabla de Designación de líneas:
Número de la línea TP-93214 TP-96544 TO-96541
Procedencia de la línea
Destino de la línea
Fluido que transporta
Fase del fluido
Presión normal de operación del fluido
Temperatura normal de operación del fluido
Densidad del fluido, a condiciones de operación
Viscosidad del fluido, a condiciones de operación
Flujo másico del fluido, a condiciones de operación
Flujo volumétrico estándar
Velocidad del fluido en la línea
Diámetro nominal de la línea
Clase de material de la línea
Presión de diseño de la línea
Temperatura de diseño de la línea
Tipo de aislamiento
Espesor del aislamiento
Número del DTI, de donde se origina la línea
2.14. Estimado de Carga de Alivio.
Es un documento que permite establecer los criterios de estimado de carga de alivio.
Contiene:
Lista de equipos y válvulas de alivio que generan vapores y gases de alivio,
Explicación detallada de todas las contingencia consideradas en el diseño,
Señala las válvulas de alivio y su información del proceso,
Estimación de cargas de alivio durante emergencias o diferentes condiciones de fallas de servicios, tales
como: fuego, falla de aire, vapor, electricidad, etc.
Para la elaboración del mismo se debe:
Establecer las condiciones de alivio de las válvulas de seguridad para las diferentes contingencias:
o fuego,
o falla de servicios: aire para instrumentos, vapor, agua de enfriamiento, electricidad,
o Expansión térmica,
o Falla operacional humana,
o Falla operacional de los equipos.
Explicar detalladamente todas las contingencias y escoger aquella que represente la mayor carga de alivio
para cada unidad de proceso.
Señalar en las válvulas de alivio, si es vapor: identificación del equipo, flujo másico, peso molecular,
temperatura de alivio; si es líquido o húmedo: identificación del equipo, flujo volumétrico, gravedad específica,
temperatura de alivio.
Se debe incluir la lista de válvulas de alivio que contiene la siguiente información:
o Identificación de la válvula,
o Identificación del equipo protegido,
o Protección de operación normal y máxima,
o Tipo de contingencia,

18. Diseño de Plantas
18/19
Ing. Fanny Robayo
o Descripción del fluido y tipo,
o Contaminantes del fluido,
o Capacidad requerida,
o Peso molecular (sí es gas) o densidad (sí es líquido),
o Temperatura de alivio, aguas arriba,
o Temperatura mínima de salida,
o Fase del fluido,
o Cp/Cv del fluido,
o Presión de diseño y máxima permitida, a las condiciones del recipiente,
o Presión de ajuste de la válvula,
o Presión máxima de alivio permitida,
o Tamaño de la válvula en la entrada,
o Área total de orificio: calculada y real,
o Tamaño de la válvula a la salida,
o Material de la válvula,
o Ubicación en el DTI,
o Contrapresión,
o Tipo de válvula: convencional o balanceada.
2.15. Guía de Operación.
En éste documento se fijan los lineamientos generales para la adecuada operación de la planta o unidad en
situaciones normales, anormales y especiales, en base a la información que se representan en los DTI.
Contiene:
Variables de operación y control de proceso (descripción del efecto de estas sobre el proceso e indicando
el funcionamiento de los controles básicos para mantener dichas variables dentro de los intervalos de
operación seleccionados),
Procedimientos de arranque y parada,
Descripción de los lineamientos a ser seguidos cuando se presenten condiciones anormales o especiales
de operación (cambio de carga, etc.) y de emergencia.
Procedimientos de control analítico,
Descripción de las corrientes que deberían ser sometidas periódicamente a análisis para el control de sus
especificaciones, así como las pruebas que deberían realizarse.
En la preparación de este documento se debe:
DESCRIBIR LA OPERACIÓN NORMAL DE LA UNIDAD, indicando: origen de la alimentación, recorrido del flujo a través
de cada uno de los equipos de la unidad hasta su destino final (describiendo la razón de existir del equipo,
señalando internos, condiciones de operación y toda aquella información que útil suministrar par la operación
de la misma).
DESCRIBIR PROCEDIMIENTOS DE EMERGENCIA, y acciones a seguir en caso de parada de emergencia debido a:
falla de alimentación, falla de vapor, agua de enfriamiento, electricidad, combustible, aire de instrumentos.
ESTABLECER LAS CONSIDERACIONES PARA OPERACIONES ESPECIALES, y procedimientos especiales propios del proceso,
diferentes a los procedimientos de operación normal y de los procedimientos de emergencia. Como por
ejemplo: carga, acondicionamiento, secado y activación de catalizadores.
DESCRIBIR LOS PROCEDIMIENTOS DE ARRANQUE Y PARADA NORMAL.
2.16. Consideraciones de Toxicidad y Manejo de Sustancias.
Éste documento proporciona información sobre las propiedades físicas, químicas y composición de las sustancias
químicas utilizadas o generadas en el proceso, contiene las MSDS (Material Security Data Sheet) ó Hojas de
Seguridad.

19. Diseño de Plantas
19/19
Ing. Fanny Robayo
En general este debe contener, para cada sustancia química utilizada dentro de los equipos de proceso, la
siguiente información:
Identificación del material, nombre, descripción y usos, suplidor, etc.
Composición.
Límites de explosión (datos de toxicidad).
Propiedades físicas y químicas.
Consideraciones de higiene y seguridad.
Consideraciones de seguridad en caso de accidentes, medidas de protección.
Disposición.
Información sobre manejo y protección (protección respiratoria, visual, de la piel, ventilación).
Protección en caso de fuego o explosión.
Almacenamiento y transporte.
2.17. Consideraciones Ambientales.
Para preparar este documento se requiere disponer de la versión aprobada de los documentos B
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Este documento se realiza extrayendo la información pertinente sobre los puntos de generación de efluentes,
flujo y composición de estas corrientes contenidas en los documentos antes mencionados.
Posteriormente, se analiza y comparan estos valores con los establecidos por las Normas Técnicas
correspondientes del Ministerio del Ambiente y los Recursos Naturales Renovables (MARNR). Con
esto se definen entonces las medidas correctivas cuya instrumentación permiten mantener la estabilidad del
medio o ecosistema, a través de la minimización del impacto sobre el ambiente.
Dentro del desarrollo de este documento se debe especificar para cada sustancia química utilizada o generada
dentro del proceso:
Las normas y regulaciones ambientales exigidas por el MARNR.
Identificar cuales son los componentes o medios del ambiente más afectados por el proyecto.
Analizar y evaluar la generación de desechos sólidos, líquidos y gaseosos.
Establecer los lineamientos para el manejo y disposición final de los efluentes.
Identificar los equipo que producen ruidos, los cuales requieren consideraciones especiales de diseño para
atenuar el ruido dentro de los niveles establecidos por las normas.
Referencias Bibliográficas.
Manual de calidad de Servicios Tecnológicos, Procedimientos Típicos, Servicios de Ingeniería
Básica. Volumen II y III. Diciembre,1993.
Manual de Normas y Procedimientos de Finanzas. PDVSA. 1992.
Manual de Ingeniería de Diseño. Volumen 15. PDVSA.
Manual de Diseño de Procesos. PDVSA.1986.